化學電源技術及其應用

本書在闡述化學電源理論基礎和基本概念的基礎上，系統地講述了各種主要化學電源的基本結構、工作原理、主要性能、應用前景及其使用維護方法。

本書內容包括化學電源理論基礎、化學電源概論、鉛酸蓄電池、鹼性蓄電池（鎘鎳蓄電池、氫化物鎳蓄電池以及鋅銀蓄電池）、鋰離子電池、燃料電池、一次電池（鋅錳電池、鋅氧化銀原電池以及鋰原電池）和其他化學電源（金屬空氣電池、電化學電容器以及氧化還原液流電池）。

本書注重理論聯系實際，既適合高等院校相關專業作為教材或參考書使用，也適合相關工程技術人員和管理人員查閱，還可供具有高中以上文化程度准備從事化學電源相關工作的人員自學。

第1章化學電源理論基礎001
1.1化學基礎知識001
1.1.1原子和原子量001
1.1.2分子和分子式003
1.1.3元素和元素符號005
1.2溶液與溶液濃度006
1.2.1溶液006
1.2.2溶解過程009
1.2.3溶液的濃度010
1.2.4溶液的配制011
1.3電解質溶液012
1.3.1電解質的種類012
1.3.2離子與水分子的作用013
1.3.3強電解質溶液的活度013
1.3.4電解質溶液的導電015
1.4原電池與電池的可逆性016
1.4.1氧化還原反應016
1.4.2原電池017
1.4.3可逆電極019
1.4.4電池的可逆性020
1.5電極電位與能斯特方程021
1.5.1電動勢的形成021
1.5.2標准電極電位024
1.5.3濃度對電極電位的影響031
1.5.4電極電位的能斯特方程031
1.5.5電池電動勢的能斯特方程式032
1.5.6電極電位的應用033
1.6電解與電解定律035
1.6.1電解原理035
1.6.2分解電壓036
1.6.3電極極化039
1.6.4電解產物043
1.6.5電解定律045
習題與思考題046
第2章化學電源概論049
2.1化學電源的工作原理與組成049
2.1.1化學電源的工作原理049
2.1.2化學電源的組成050
2.1.3化學電源的表示方法051
2.2化學電源的分類052
2.2.1按電解質（液）的類型分類052
2.2.2按活性物質的存在方式分類052
2.2.3按電池的特點分類052
2.2.4按電池工作性質及儲存方式分類052
2.3化學電源的應用與發展053
2.3.1化學電源的選擇053
2.3.2化學電源的應用054
2.3.3化學電源的發展055
2.4化學電源的性能057
2.4.1電動勢與開路電壓057
2.4.2內阻058
2.4.3放電電壓與充電電壓059
2.4.4容量與比容量060
2.4.5能量與比能量062
2.4.6功率與比功率064
2.4.7效率與壽命065
2.4.8儲存性能與自放電066
2.5多孔電極理論067
2.5.1多孔電極的分類067
2.5.2多孔電極的結構特點067
2.5.3多孔電極的行為069
2.5.4多孔電極過程070
習題與思考題075
第3章鉛酸蓄電池076
3.1概述076
3.1.1鉛酸蓄電池的發展史076
3.1.2鉛酸蓄電池的分類078
3.1.3鉛酸蓄電池的型號編制079
3.1.4鉛酸蓄電池的特點081
3.2鉛酸蓄電池的構造081
3.2.1電極082
3.2.2電解液082
3.2.3隔板（膜）084
3.2.4電池槽085
3.2.5排氣栓086
3.2.6附件087
3.2.7裝配方式087
3.3鉛酸蓄電池的工作原理089
3.3.1放電過程089
3.3.2充電過程089
3.3.3蓄電池密封原理090
3.4鉛酸蓄電池的性能092
3.4.1內阻特性092
3.4.2電壓特性094
3.4.3容量特性100
3.4.4自放電特性105
3.4.5壽命特性109
3.5鉛酸蓄電池的充電方法110
3.5.1恆流充電法110
3.5.2恆壓充電法111
3.5.3分級恆流充電法111
3.5.4先恆流后恆壓充電法112
3.5.5限流恆壓充電法112
3.5.6快速充電112
3.5.7浮充充電114
3.6鉛酸蓄電池的運行方式114
3.6.1充放電運行方式114
3.6.2全浮充運行方式115
3.6.3半浮充運行方式117
3.7鉛酸蓄電池的失效模式118
3.7.1極板硫化118
3.7.2內部短路121
3.7.3極板反極122
3.7.4正極板柵腐蝕123
3.7.5失水124
3.7.6熱失控125
3.7.7負極匯流排腐蝕126
3.8鉛酸蓄電池的維護127
3.8.1安裝方法127
3.8.2充電維護方法127
3.8.3日常維護129
3.8.4剩余容量的測量131
習題與思考題133
第4章鹼性蓄電池135
4.1鎘鎳蓄電池135
4.1.1概述135
4.1.2基本組成137
4.1.3基本結構140
4.1.4工作原理142
4.1.5主要性能144
4.1.6使用與維護148
4.2氫化物鎳蓄電池153
4.2.1概述153
4.2.2基本結構154
4.2.3工作原理與密封原理159
4.2.4主要性能160
4.2.5使用與維護163
4.3鋅銀蓄電池164
4.3.1概述164
4.3.2基本結構167
4.3.3工作原理168
4.3.4主要性能169
4.3.5使用與維護174
習題與思考題180
第5章鋰離子電池182
5.1概述182
5.1.1發展歷史182
5.1.2分類與特點184
5.1.3應用前景186
5.2液態鋰離子電池187
5.2.1基本結構187
5.2.2工作原理194
5.2.3主要性能195
5.2.4使用與維護197
5.3聚合物鋰離子電池198
5.3.1主要特點198
5.3.2基本結構198
5.3.3主要性能200
習題與思考題200
第6章燃料電池202
6.1燃料電池概述202
6.1.1發展歷史202
6.1.2主要特點與分類203
6.1.3基本組成與工作原理205
6.1.4燃料電池系統205
6.2燃料電池的性能207
6.2.1電動勢207
6.2.2理論效率208
6.2.3極化行為208
6.2.4實際效率209
6.2.5其他性能209
6.3鹼性燃料電池210
6.3.1工作原理211
6.3.2基本結構211
6.3.3CO2的毒化與吸收215
6.4磷酸燃料電池216
6.4.1工作原理217
6.4.2基本結構218
6.4.3PAFC發電系統220
6.4.4工作條件對電池性能的影響222
6.5熔融碳酸鹽燃料電池223
6.5.1工作原理224
6.5.2基本結構225
6.5.3MCFC發電系統228
6.5.4工作條件對電池性能的影響229
6.6固體氧化物燃料電池230
6.6.1工作原理231
6.6.2基本結構232
6.6.3SOFC電池組242
6.6.4SOFC發電系統245
6.7質子交換膜燃料電池247
6.7.1工作原理247
6.7.2基本結構248
6.7.3水與熱的管理256
6.7.4電池性能260
6.7.5電池系統262
6.7.6應用前景264
習題與思考題265
……
第7章一次電池267
第8章其他化學電源298
參考文獻322